[发明专利]电力电子变换器

权利要求书

1.一种电力电子变换器，用于连接AC电网和DC电网并且在它们之间转换电力，包括：

第一DC端子和第二DC端子，用于连接到DC电网；

变换器臂，在所述第一DC端子与所述第二DC端子之间延伸，并且具有第一臂部和第二臂部，所述第一臂部和所述第二臂部由用于连接到AC电网的AC端子隔开，每个臂部包括链式变换器，每个链式变换器包括至少一个合理化模块，每个合理化模块具有与至少一个能量储存装置并联连接的第一组串联电流流动控制元件和第二组串联电流流动控制元件，每组电流流动控制元件包括用以选择性地引导电流通过所述或每个能量储存装置的初级有源开关元件以及用以限制电流在单一方向上流过所述合理化模块的初级无源电流逆止元件，每个合理化模块中的电流流动控制元件和所述或每个能量储存装置组合以选择性地提供电压源以控制所述AC端子处AC电压的形态；以及

控制器，选择性地控制每个链式变换器的所述或每个合理化模块中电流流动控制元件的切换，以同时将两个臂部切换进电路以形成包括所述变换器臂和所述DC电网的电流环流路径。

2.根据权利要求1所述的电力电子变换器，其中在所述电流环流路径中流动的环流包括DC电流分量以将能量从至少一个合理化模块转换至所述DC电网。

3.根据权利要求1或2所述的电力电子变换器，其中在所述电流环流路径中流动的环流包括AC电流分量。

4.根据权利要求3所述的电力电子变换器，其中所述AC电流分量被构形为最小化或取消所述DC电网中的纹波电流。

5.根据任一项前述权利要求所述的电力电子变换器，其中每个臂部还包括与所述链式变换器串联连接的电感器，并且所述控制器选择性地控制每个链式变换器的所述或每个合理化模块中电流流动控制元件的切换以提供对应电感器两端的电压，以有源地控制相应臂部中的所述电流。

6.一种电力电子变换器，用于连接AC电网和DC电网并且在它们之间转换电力，包括：

第一DC端子和第二DC端子，用于连接到DC电网；

变换器臂，在所述第一DC端子与第二DC端子之间延伸，并且具有第一臂部和第二臂部，所述第一臂部和所述第二臂部由用于连接到AC电网的AC端子隔开，每个臂部包括链式变换器，每个链式变换器包括至少一个合理化模块，每个合理化模块具有与至少一个能量储存装置并联连接的第一组串联电流流动控制元件和第二组串联电流流动控制元件，每组电流流动控制元件包括用以选择性地引导电流通过所述或每个能量储存装置的初级有源开关元件以及用以限制电流在单一方向上流过所述合理化模块的初级无源电流逆止元件，每个合理化模块中的电流流动控制元件和所述或每个能量储存装置组合以选择性地提供电压源以控制所述AC端子处AC电压的形态；以及

控制器，选择性地控制每个链式变换器的所述或每个合理化模块中电流流动控制元件的切换，使得每个链式变换器控制所述AC端子处所述AC电压的形态为在负值与正值之间延续的电压范围，

其中每个链式变换器被额定为使得每个链式变换器的所述或每个合理化模块中的电流流动控制元件能够被切换为在相应臂部两端提供超过对应DC端子处DC电压的电压。

7.根据权利要求6所述的电力电子变换器，其中所述控制器选择性地控制每个链式变换器的所述或每个合理化模块中电流流动控制元件的切换以在所述AC端子处产生超前或滞后AC电流。

8.根据任一项前述权利要求所述的电力电子变换器，其中所述第一组串联电流流动控制元件和所述第二组串联电流流动控制元件以全桥结构与能量储存装置并联连接以形成能够提供负电压、零电压或正电压同时在单一方向上传导电流的2-象限双极模块。

9.根据任一项前述权利要求所述的电力电子变换器，其中每个臂部还包括导向开关，所述导向开关包括至少一个次级无源电流逆止元件以限制电流在对应的AC端子与DC端子之间的单一方向上流过所述臂部，每个臂部中的所述或每个次级无源电流逆止元件与所述或每个对应的合理化模块串联连接。

10.根据任一项前述权利要求所述的电力电子变换器，其中每个臂部还包括导向开关，所述导向开关包括至少一个次级有源开关元件，以将对应臂部选择性地切换进和切换出位于对应AC端子与DC端子之间的电路，每个臂部中的所述或每个次级有源开关元件与所述或每个对应的合理化模块串联连接。